JP2016183911A - Radar axial deviation determination device, radar device and radar axial deviation determination method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車等に取り付けられるレーダ装置、また、その観測座標系における基準軸のずれを判定する装置及び方法に関するものである。基準軸は、以下単に軸と表記する。 The present invention relates to a radar apparatus attached to an automobile or the like, and an apparatus and method for determining a deviation of a reference axis in an observation coordinate system. Hereinafter, the reference axis is simply referred to as an axis.
自動車の前部に取り付けられて当該自動車の前方に存在する物体の距離、方位等を測定するレーダ装置が、車間距離制御、自動ブレーキ制御等に利用されている。
このようなレーダ装置の重要な機能として、レーダ搭載車両の前方における障害物の検出がある。なお、レーダ搭載車両を以下単に自車と表記する。上記機能のためには、レーダの軸が想定された方向、例えば自車の車体正面方向に正しく取り付けられていることが重要となる。もし、取付時に軸がずれていたり、取付後に何らかの衝撃で軸がずれたりすれば、自車前方の物体を所望の距離まで検知できなかったり、正しい位置を測定できなかったりするからである。
A radar device that is attached to the front of an automobile and measures the distance, direction, and the like of an object existing in front of the automobile is used for inter-vehicle distance control, automatic brake control, and the like.
An important function of such a radar apparatus is detection of an obstacle in front of a radar-equipped vehicle. The radar-equipped vehicle is hereinafter simply referred to as the own vehicle. For the above function, it is important that the radar axis is correctly attached in the assumed direction, for example, the front direction of the vehicle body of the host vehicle. This is because if the axis is displaced at the time of installation, or if the axis is displaced by some impact after installation, the object in front of the vehicle cannot be detected to a desired distance, or the correct position cannot be measured.
これに対し、特許文献1では、放射したレーダビームの路面からの反射の受信レベルを利用して、軸ずれを判定する技術が開示されている。
また、特許文献2では、レーダ観測結果における最小検知距離、最大検知距離の変化、距離範囲ごとの反射レベルの平均値等を利用して、軸ずれを判定する技術が開示されている。
On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique for determining an axis deviation by using a reception level of reflection of a radiated radar beam from a road surface.
レーダ装置を車間距離制御、自動ブレーキ制御等に利用する場合、レーダビームを路面で反射させる必要性は無いことから、その放射範囲は上下方向で狭く設計され、特許文献1のようには路面反射を利用できない場合がある。
また、レーダ装置を用いた測距の対象となる物体は、二輪車、普通乗用車、大型トラック等様々であり、サイズ等に差がある。サイズ等の物体の差によって、対象物体が反射する電波の受信レベルは変動幅が広い。例えば、二輪車のようなサイズが小さい物体で反射された電波の受信レベルは、大型トラックでのものと比較すると小さくなる。このため、レーダ観測結果における最小検知距離、最大検知距離の変化、距離範囲ごとの反射レベルの平均値等の閾値を設定できない場合がある。
When the radar device is used for inter-vehicle distance control, automatic brake control, etc., there is no need to reflect the radar beam on the road surface, so the radiation range is designed to be narrow in the vertical direction. May not be available.
In addition, there are various objects such as two-wheeled vehicles, ordinary passenger cars, and large trucks, and there are differences in size and the like, which are objects of ranging using the radar device. Depending on the difference in size and other objects, the reception level of the radio wave reflected by the target object varies widely. For example, the reception level of the radio wave reflected by a small object such as a two-wheeled vehicle is smaller than that of a large truck. For this reason, threshold values such as the minimum detection distance, the change in the maximum detection distance, and the average value of the reflection level for each distance range in the radar observation result may not be set.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、路面反射を用いなくとも、対象物体の差の影響を受けることなく安定して軸ずれの有無を判定することが可能なレーダ軸ずれ判定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can determine whether or not there is an axis deviation stably without being affected by the difference in the target object without using road surface reflection. An object is to obtain a radar axis deviation determination device.
この発明に係るレーダ軸ずれ判定装置は、電磁波の反射波を受信して算出された物体までの距離と反射波の強度の中から、物体で1回反射された反射波を受信して得られた1回反射成分を探索する物体探索部と、算出された物体までの距離と反射波の強度の中から、物体探索部が検出した物体による1回反射成分を用いて、当該物体で複数回反射された反射波を受信して得られた多重反射成分を探索する多重反射成分探索部と、物体探索部が検出した1回反射成分と、多重反射成分探索部が検出した多重反射成分とを用いて、1回反射成分と多重反射成分の強度比関数の値を算出し、強度比関数の値に基づき電磁波の放射方向の軸ずれを判定する軸ずれ判定部とを備えることを特徴とするものである。 The radar axis misalignment determining apparatus according to the present invention is obtained by receiving a reflected wave that is reflected once by an object from the distance to the object and the intensity of the reflected wave calculated by receiving the reflected wave of the electromagnetic wave. The object search unit that searches for the one-time reflection component, and using the one-time reflection component of the object detected by the object search unit from the calculated distance to the object and the intensity of the reflected wave, the object search unit performs a plurality of times. A multiple reflection component search unit for searching for a multiple reflection component obtained by receiving the reflected wave, a single reflection component detected by the object search unit, and a multiple reflection component detected by the multiple reflection component search unit And an axis misalignment determining unit that calculates a value of an intensity ratio function of the single reflection component and the multiple reflection component and determines an axis misalignment in the radiation direction of the electromagnetic wave based on the value of the intensity ratio function. Is.
この発明によれば、路面反射を用いなくとも、対象物体の差の影響を受けることなく安定して軸ずれの有無を判定することができる。 According to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of an axis deviation stably without being affected by the difference in target objects without using road surface reflection.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るレーダ装置1の構成図である。
レーダ装置1は、制御演算部11、送信部12、受信部13、アナログデジタル変換器14、メモリ15等から構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a radar apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
The radar apparatus 1 includes a
制御演算部11は、レーダ装置1の各部を制御し、また、メモリ15に記憶された後述のデジタルデータを用いて対象物体までの距離等の計測、レーダ装置1の動作状態のモニタ等を行う。
制御演算部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)機能を有するワンチップマイコン、あるいはFPGA(Field−Programmable Gate Array)のようなPLD(Programmable Logic Device)等により構成される。
制御演算部11の詳細については後述する。
The
The
Details of the
送信部12は、電磁波を空間に放射するものであり、不図示の発信器、増幅器、送波用アンテナ等で構成されている。
受信部13は、送信部12が放射した電磁波の反射波を受信して観測信号を出力するものであり、不図示の受波用アンテナ、混合器、増幅器、フィルタ回路等で構成されている。
The
The
アナログデジタル変換器14は、後述する制御演算部11の制御部111が制御するタイミングで、受信部13から観測信号を入力してデジタル電圧データに変換する変換器であり、変換したデジタル電圧データをメモリ15に出力する。
メモリ15は、後述する制御演算部11の制御部111が制御するタイミングで、デジタル電圧データを記憶する回路である。
The analog-to-
The
ここで、制御演算部11の詳細について説明する。
制御演算部11は、図1に示すように、制御部111、検出部112、距離測定部113、物体探索部114、多重反射成分探索部115、軸ずれ判定部116等から構成されている。
Here, details of the
As shown in FIG. 1, the
制御部111は、送信部12、アナログデジタル変換器14、メモリ15、制御演算部11の検出部112、距離測定部113、物体探索部114、多重反射成分探索部115、軸ずれ判定部116の動作タイミング等を制御する。
The
検出部112は、制御部111による制御の下、メモリ15に記憶されたデジタル電圧データを読み出し、レーダ装置1のレーダ方式に応じて必要な変換等を行い、特定の物理量に対する受信強度を得る。そして、予め設定された条件を満たす受信強度を探索し、その受信強度と対応する特定の物理量を共に検出結果として距離測定部113に出力する。
The
距離測定部113は、制御部111による制御の下、検出部112から検出結果を入力し、レーダ装置1のレーダ方式に応じて対象物体までの距離を算出する。そして、算出した距離と、検出部112から入力した受信強度とを測定結果として、物体探索部114及び多重反射成分探索部115に出力する。
The
物体探索部114は、制御部111による制御の下、距離測定部113から測定結果を入力し、予め設定された条件を満たす測定結果を探索する。そして、該当する物体の測定結果があればその測定結果を、該当する物体の測定結果が無ければその旨の情報を、多重反射成分探索部115及び軸ずれ判定部116に出力する。
The
多重反射成分探索部115は、制御部111による制御の下、物体探索部114から物体の測定結果が入力されると、距離測定部113から測定結果を入力し当該測定結果の中で予め設定された条件を満たす測定結果を探索する。そして、該当する多重反射成分の測定結果があればその測定結果を、該当する多重反射成分の測定結果が無ければその旨の情報を、軸ずれ判定部116に出力する。
When the measurement result of the object is input from the
軸ずれ判定部116は、制御部111による制御の下、物体探索部114から物体の測定結果が入力され、かつ、多重反射成分探索部115から多重反射成分の測定結果が入力されると、物体探索部114が出力した物体の測定結果に示される受信強度と、多重反射成分の測定結果に示される多重反射成分の受信強度とを用いて軸ずれ判定を行う。この判定結果は、レーダ装置1の外部、例えば自車全体の不図示の制御装置に出力される。
When the measurement result of the object is input from the
制御部111、検出部112、距離測定部113、物体探索部114、多重反射成分探索部115、軸ずれ判定部116は、例えば図2に示すように、ワンチップマイコンを構成するプロセッサ2が、同じくワンチップマイコンを構成するメモリ3に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。なお、複数のプロセッサ及び複数のメモリが連携して制御演算部11の各部の上記機能を実現してもよい。あるいは、FPGA上のロジック回路等で実現してもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the
次に、上記のように構成されたレーダ装置1の動作について説明する。
レーダ装置1では、まず、送信部12が、制御演算部11の制御部111による制御の下、送信信号を電磁波として空間へ放射する。
次いで、送信部12が空間に放射した電磁波がレーダ装置1の周辺に存在する物体で反射されてレーダ装置1に戻り、受信部13は、この戻ってきた電磁波を受信して観測信号として出力する。
Next, the operation of the radar apparatus 1 configured as described above will be described.
In the radar apparatus 1, first, the
Next, the electromagnetic wave radiated into the space by the
次いで、アナログデジタル変換器14が、制御部111が制御するタイミングで、観測信号をデジタル電圧データに変換する。変換されたデジタル電圧データは、制御部111が制御するタイミングで、メモリ15に記憶される。
Next, the analog-
次いで、制御演算部11が、制御部111が制御するタイミングで、メモリ15に記憶されたデジタル電圧データを読み出し、軸ずれを判定する。この軸ずれ判定に係る制御演算部11の処理について、図3に示すフローチャートを用いて以下詳細に説明する。
まず、検出部112が、制御部111による制御の下、メモリ15に記憶されたデジタル電圧データを読み出し、レーダ装置1のレーダ方式に応じて必要な変換等を行い、特定の物理量に対する受信強度を得る。
特定の物理量に対する受信強度とは、例えば、レーダ装置1がパルス方式のものであれば、遅れ時間に対する受信強度である。また、例えば、レーダ装置1がFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式のものであれば、周波数に対する受信強度である。
Next, the
First, the
The reception intensity with respect to the specific physical quantity is, for example, the reception intensity with respect to the delay time if the radar apparatus 1 is of a pulse system. Further, for example, if the radar apparatus 1 is of an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) system, the received intensity with respect to the frequency.
検出部112は、得られた受信強度について、例えば、予め設定された強度閾値より大きな受信強度で、かつ、極大つまりピークとなる特定の物理量を探索して検出する(ステップST1)。そして、検出部112は、検出したその特定の物理量と対応する受信強度とを、検出結果として距離測定部113に出力する。
The
次いで、距離測定部113が、制御部111による制御の下、検出部112が出力した検出結果を用いて、レーダ装置1のレーダ方式に応じて対象物体までの距離を算出する(ステップST2)。
例えば、レーダ装置1がパルス方式のものであれば、検出結果に示される遅れ時間と電磁波の伝搬速度つまり光速とを用いて算出する。また、例えば、レーダ装置1がFMCW方式のものであれば、時間が経過するにつれて周波数が上昇する期間と時間が経過するにつれて周波数が下降する期間の各々の期間ごとの検出結果の周波数を用いて算出する。
そして、距離測定部113は、算出した距離と、検出結果に示され当該距離に対応する受信強度とを測定結果として、物体探索部114及び多重反射成分探索部115に出力する。
Next, the
For example, if the radar apparatus 1 is a pulse type, the calculation is performed using the delay time indicated in the detection result and the propagation speed of the electromagnetic wave, that is, the speed of light. Further, for example, if the radar apparatus 1 is of the FMCW system, the frequency of the detection result for each period of the period in which the frequency increases as time elapses and the period in which the frequency decreases as time elapses are used. calculate.
Then, the
次いで、物体探索部114が、制御部111による制御の下、距離測定部113が出力した測定結果を用いて、軸ずれ判定対象用に予め設定された第1の距離範囲R−ΔRからR+ΔR内のもので、かつ、予め設定された第2の強度閾値より大きい測定結果を探索する(ステップST3)。これは、送信部12から送信された電磁波が、物体で1回だけ反射された後に受信部13で受信された1回反射成分を探索する処理である。第2の強度閾値より大きい測定結果を探索することで、図4(a)を用いて後述する多重反射が発生すると思われる大きさの受信強度を持った1回反射成分が探索される。多重反射が発生するものとしては、反射強度が大きいもの、例えば車両ボディ等の金属物体が考えられる。なお、ΔRは測定誤差を示す。また、第1の距離範囲は、複数種類設けてもよい。また、第2の強度閾値を適宜調節することで、例えば二輪車からの1回反射成分は除外して、乗用車、トラック等の四輪車からの1回反射成分のみを処理に用いるようにすることも可能である。
Next, the
そして、物体探索部114は、該当する物体の測定結果があればその測定結果を、多重反射成分探索部115及び軸ずれ判定部116に出力する。また、該当する物体の測定結果が無ければその旨の情報を、多重反射成分探索部115及び軸ずれ判定部116に出力する。
Then, if there is a measurement result of the corresponding object, the
該当する物体の測定結果がある場合(ステップST3;YES)、次いで、多重反射成分探索部115が、制御部111による制御の下、距離測定部113が出力した測定結果と物体探索部114が出力した測定結果とを用いて、距離測定部113が出力した測定結果の中で予め設定された第2の距離範囲内の測定結果を探索する(ステップST4)。これは、多重反射成分を検索する処理である。
そして、多重反射成分探索部115は、該当する多重反射成分の測定結果があればその測定結果を、軸ずれ判定部116に出力する。また、該当する多重反射成分の測定結果が無ければその旨の情報を、軸ずれ判定部116に出力する。
When there is a measurement result of the corresponding object (step ST3; YES), the multiple reflection
If there is a measurement result of the corresponding multiple reflection component, the multiple reflection
なお、多重反射成分とは、図4(a)に示すように、送信部12から送信されて物体Aで反射した電磁波が、レーダ装置1の筐体、自車車体等で反射し、再び空中を伝搬して物体Aで反射した後、受信部13で受信された成分のことである。従って、上記したステップST3での第1の距離範囲は、多重反射の起こりやすい比較的小さい値に設定されることが考えられる。多重反射成分は、多重反射でない1回反射成分の距離に対し、2倍の距離を電磁波が伝播しているため、距離測定部113で測定される距離も2倍になる。図4(a)には、1回反射成分の概念的な伝搬経路P1を実線で示し、多重反射成分の概念的な伝搬経路P2を破線で示している。図4(b)は、1回反射成分と多重反射成分の受信強度及び距離を概念的に示したものである。既に述べたように、1回反射成分は、物体探索部114が出力する物体の測定結果に相当する。
従って、上記の予め設定された第2の距離範囲としては、物体探索部114が出力した測定結果に示される物体の距離の2倍に、測定誤差分を考慮した範囲とすることが考えられる。例えば、物体の距離がR1、測定誤差を上記と同じく±ΔRとすれば、2×R1−ΔRから2×R1+ΔRまでが第2の距離範囲となる。
As shown in FIG. 4A, the multiple reflection component means that the electromagnetic wave transmitted from the
Therefore, it is conceivable that the second distance range set in advance is a range that takes the measurement error into consideration twice the distance of the object indicated in the measurement result output from the
該当する多重反射成分の測定結果がある場合(ステップST4;YES)、次いで、軸ずれ判定部116が、制御部111による制御の下、物体探索部114が出力した測定結果に示される受信強度と、多重反射成分探索部115が出力した測定結果に示される多重反射成分の受信強度とを用いて、軸ずれ判定を行う(ステップST5〜ST9)。軸ずれ判定部116が算出した判定結果は、レーダ装置1の外部、例えば自車全体の不図示の制御装置に出力される。
When there is a measurement result of the corresponding multiple reflection component (step ST4; YES), the axis
軸ずれ判定に利用する物体の1回反射成分と、多重反射成分の特性について以下説明する。
軸ずれの角度に依存せず、送信電力、波長等で定まるレーダの送信強度をαとする。この送信強度は、送信部12を構成する増幅器の出力に相当する。送信強度αは、予め算出可能である。
The characteristics of the single reflection component and the multiple reflection component of the object used for determining the axis deviation will be described below.
The radar transmission intensity determined by the transmission power, wavelength, etc., irrespective of the axis deviation angle, is α. This transmission intensity corresponds to the output of the amplifier constituting the
図5(a)のようにレーダ軸ずれ無しで、レーダ装置1と物体Aが正対している場合の、1回反射成分の受信強度及び多重反射成分の受信強度について考える。
レーダ装置1から見て物体Aが存在する角度における送信部12の送波用アンテナのゲインをGt(0)とする。また、レーダ装置1から見て物体Aが存在する角度における受信部13の受波用アンテナのゲインをGr(0)とする。また、レーダ装置1から物体Aまでの距離をD(0)とする。また、物体Aのサイズ、レーダ装置1から見て物体Aが存在する角度等に依存し、物体Aから見てレーダ装置1、自車車体等の方向に、物体Aが電磁波を反射する際の強度要因項をβ(0)とする。このように、ゲインGt、ゲインGr、距離D、強度要因項βは、レーダ装置1から見て物体Aが存在する角度、つまり、軸ずれの角度に依存する値であり、Gt(0)、Gr(0)、D(0)、β(0)は、軸ずれの角度が0のときの値をそれぞれ表している。
Consider the reception intensity of the single reflection component and the reception intensity of the multiple reflection component when the radar apparatus 1 and the object A are facing each other without radar axis deviation as shown in FIG.
The gain of the transmitting antenna of the
このとき、1回反射成分の伝搬経路は、送信部12の増幅器、送信部12の送波用アンテナ、空間、物体A、空間、受信部13の受波用アンテナをこの順にたどることから、その受信強度A1(0)は、いわゆるレーダ方程式に基づき以下の式(1)のように表される。
A1(0)=[α×Gt(0)×β(0)×Gr(0)]/[{D(0)}4]・・・・・(1)
At this time, the propagation path of the one-time reflection component follows the amplifier of the
A1 (0) = [α × Gt (0) × β (0) × Gr (0)] / [{D (0)} 4 ] (1)
一方、多重反射成分の伝搬経路は、送信部12の増幅器、送信部12の送波用アンテナ、空間、物体A、空間、レーダ装置1の筐体及び自車車体等、空間、物体A、空間、受信部13の受波用アンテナをこの順にたどる。このうち、物体Aで1回反射した後、レーダ装置1の筐体及び自車車体等に届いて戻ってくる電磁波の強度B(0)は、以下の式(2)のように表される。
B(0)=[α×Gt(0)×β(0)]/[{D(0)}4]・・・・・(2)
ここで、レーダ装置1の筐体、自車車体等のサイズ、物体Aとの角度等に依存し、レーダ装置1の筐体、自車車体等から見て物体Aの方向に、レーダ装置1の筐体、自車車体等が電磁波を反射する際の強度要因項をγ(0)とする。すると、レーダ装置1の筐体、自車車体等から物体Aに向けて再放射される電磁波の強度は、B(0)×γ(0)となる。なお、強度要因項γは、ゲインGt等と同様に軸ずれの角度に依存する値であり、γ(0)は、軸ずれの角度が0のときの値を表している。
On the other hand, the propagation path of the multiple reflection component includes the amplifier of the
B (0) = [α × Gt (0) × β (0)] / [{D (0)} 4 ] (2)
Here, the radar apparatus 1 depends on the size of the casing of the radar apparatus 1, the vehicle body, etc., the angle with the object A, etc. Γ (0) is an intensity factor term when the case, the vehicle body, etc. reflects electromagnetic waves. Then, the intensity of the electromagnetic wave re-radiated from the housing of the radar device 1 and the vehicle body to the object A is B (0) × γ (0). Note that the strength factor term γ is a value that depends on the angle of the axis deviation similarly to the gain Gt and the like, and γ (0) represents a value when the angle of the axis deviation is zero.
レーダ装置1の筐体、自車車体等から物体Aに向けて再放射された電磁波が、再び物体Aで反射してレーダ装置1にて受信される多重反射成分の受信強度A2(0)は、以下の式(3)のように表される。
A2(0)=[B(0)×γ(0)×β(0)×Gr(0)]/[{D(0)}4]
=[α×Gt(0)×{β(0)}2×γ(0)×Gr(0)]/[{D(0)}8]・・・・・・・(3)
このとき、1回反射成分の受信強度A1(0)と多重反射成分の受信強度A2(0)との強度比関数[A2(0)]/[{A1(0)}2]は、以下の式(4)のように表される。
[A2(0)]/[{A1(0)}2]=[γ(0)]/[α×Gt(0)×Gr(0)]・・・・・(4)
The electromagnetic wave re-radiated from the housing of the radar device 1, the vehicle body, or the like toward the object A is reflected again by the object A and received by the radar device 1, and the received intensity A2 (0) of the multiple reflection component is It is expressed as the following formula (3).
A2 (0) = [B (0) × γ (0) × β (0) × Gr (0)] / [{D (0)} 4 ]
= [Α × Gt (0) × {β (0)} 2 × γ (0) × Gr (0)] / [{D (0)} 8 ] (3)
At this time, the intensity ratio function [A2 (0)] / [{A1 (0)} 2 ] between the reception intensity A1 (0) of the one-time reflection component and the reception intensity A2 (0) of the multiple reflection component is It is expressed as equation (4).
[A2 (0)] / [{A1 (0)} 2 ] = [γ (0)] / [α × Gt (0) × Gr (0)] (4)
図5(b)及び図5(c)のようにレーダ軸ずれがある場合も、軸ずれが無いときと同様の理論で考えると、その強度比関数は、以下の式(5)のように表される。ここで、軸ずれの角度をθとする。
[A2(θ)]/[{A1(θ)}2]=[γ(θ)]/[α×Gt(θ)×Gr(θ)]・・・・・(5)
式(4)及び式(5)に示されるように、強度比関数は、物体Aのサイズ等、物体Aに固有の値をとるβを含まない。
Even when there is a radar axis deviation as shown in FIGS. 5B and 5C, the intensity ratio function is expressed by the following equation (5) in the same theory as when there is no axis deviation. expressed. Here, the angle of the axis deviation is θ.
[A2 (θ)] / [{A1 (θ)} 2 ] = [γ (θ)] / [α × Gt (θ) × Gr (θ)] (5)
As shown in Expression (4) and Expression (5), the intensity ratio function does not include β that takes a value unique to the object A, such as the size of the object A.
強度要因項γについては、軸ずれが無くレーダ装置1と物体Aが正対している場合が最大として、以下の式(6)の関係を得る。
γ(0)>γ(θ)・・・・(6)
また、レーダ装置1と物体Aとの距離は、軸ずれが無いときとあるとき双方で第1の距離範囲内のものでほぼ同じであり、かつ、軸ずれが極端に大きくないと仮定すると、以下の式(7)及び式(8)の近似が成立する。
Gt(0)≒Gt(θ)・・・・(7)
Gr(0)≒Gr(θ)・・・・(8)
With respect to the intensity factor term γ, the relationship expressed by the following formula (6) is obtained assuming that the case where there is no axis deviation and the radar apparatus 1 and the object A are facing each other is the maximum.
γ (0)> γ (θ) (6)
Further, assuming that the distance between the radar apparatus 1 and the object A is almost the same in the first distance range when there is no axial deviation and when the axial deviation is not extremely large, The following equations (7) and (8) are approximated.
Gt (0) ≈Gt (θ) (7)
Gr (0) ≈Gr (θ) (8)
式(6)と式(7)と式(8)の関係から、1回反射成分と多重反射成分の強度比関数の値は、式(4)で示した軸ずれ無しの場合に比べ、式(5)で示した軸ずれありの場合の方が小さくなり、以下の式(9)の関係を得る。
[A2(0)]/[{A1(0)}2]>[A2(θ)]/[{A1(θ)}2]・・・・(9)
この式(9)の関係を利用して、軸ずれ判定部116は、軸ずれ判定を行う。
From the relationship between Expression (6), Expression (7), and Expression (8), the value of the intensity ratio function of the single reflection component and the multiple reflection component is smaller than that in the case of no axis deviation shown in Expression (4). The case where there is an axis deviation shown in (5) becomes smaller, and the relationship of the following formula (9) is obtained.
[A2 (0)] / [{A1 (0)} 2 ]> [A2 (θ)] / [{A1 (θ)} 2 ] (9)
Using the relationship of the equation (9), the axis
つまり、ステップST4で、多重反射成分探索部115により多重反射成分の測定結果があるとされた場合(ステップST4;YES)、軸ずれ判定部116は、物体探索部114から得た1回反射成分の受信強度と、多重反射成分探索部115から得た多重反射成分の受信強度とを用いて強度比関数の値をまず算出する(ステップST5)。
That is, in step ST4, when the multiple reflection
次いで、軸ずれ判定部116は、予め設定された個数の強度比関数の値を得られたかを判定する(ステップST6)。このように、軸ずれ判定は、1つの強度比関数の値だけで行うのではなく、複数の観測によって得られた複数の強度比関数の値を用いて行う。このため、軸ずれ判定部116は、ステップST5で強度比関数の値を算出する度に、その算出値をメモリ15又は不図示の他のメモリに記憶させる。
記憶されている強度比関数の値が、予め設定された個数に達している場合(ステップST6;YES)、軸ずれ判定部116は、複数の強度比関数の値を用いて例えばそれらの平均値を軸ずれ判定用の強度比関数の値として算出し、予め設定された強度比関数閾値よりも小さいかを判定する(ステップST7)。
Next, the axis
When the stored intensity ratio function values have reached a preset number (step ST6; YES), the axis
複数の強度比関数の値を用いて算出した軸ずれ判定用の強度比関数の値が、予め設定された強度比関数閾値よりも小さい場合(ステップST7;YES)、軸ずれ判定部116は、軸ずれが生じていると判定する(ステップST8)。
複数の強度比関数の値を用いて算出した軸ずれ判定用の強度比関数の値が、予め設定された強度比関数閾値以上の場合(ステップST7;NO)、軸ずれ判定部116は、軸ずれ無しと判定する(ステップST9)。
When the value of the intensity ratio function for determining the axis deviation calculated using the values of the plurality of intensity ratio functions is smaller than a preset intensity ratio function threshold value (step ST7; YES), the axis
When the value of the intensity ratio function for determining the axis deviation calculated using the values of the plurality of intensity ratio functions is greater than or equal to a preset intensity ratio function threshold (step ST7; NO), the axis
なお、強度比関数閾値の設定方法としては、例えば、軸ずれが無いことを確認したレーダ装置1を複数用いて強度比関数[A2(0)]/[{A1(0)}2]の代表値を得てこれを比較の基準とし、当該代表値に1未満の係数を乗じたものを強度比関数閾値とすることが考えられる。 As a method for setting the intensity ratio function threshold, for example, a representative of the intensity ratio function [A2 (0)] / [{A1 (0)} 2 ] using a plurality of radar apparatuses 1 that have been confirmed to have no axis deviation. It is conceivable that a value is obtained and used as a reference for comparison, and the representative value multiplied by a coefficient less than 1 is used as an intensity ratio function threshold.
ステップST8及びステップST9の後は、後述するステップST11に移行する。また、物体探索部114による探索処理により該当する測定結果は無いとされた場合(ステップST3;NO)、多重反射成分探索部115による探索処理により多重反射成分の測定結果は無いとされた場合(ステップST4;NO)、及び、得られている強度比関数の値が、予め設定された個数に達していない場合(ステップST6;NO)、軸ずれ判定部116は軸ずれ判定を保留して(ステップST10)、その後に後述するステップST11に移行する。
After step ST8 and step ST9, the process proceeds to step ST11 described later. Further, when there is no corresponding measurement result by the search process by the object search unit 114 (step ST3; NO), when there is no measurement result of the multiple reflection component by the search process by the multiple reflection component search unit 115 ( In step ST4; NO), and when the value of the obtained intensity ratio function has not reached the preset number (step ST6; NO), the axis
次いで、制御部111が、予め設定された条件、例えば乗員によるレーダ動作の停止命令等に従い、次周期の観測を実施するか判定する(ステップST11)。
Next, the
なお、上記では、物体探索部114と多重反射成分探索部115と軸ずれ判定部116とが、レーダ装置1と装置として一体的に構成されている場合について示した。しかしながら、物体探索部114と多重反射成分探索部115と軸ずれ判定部116とでレーダ軸ずれ判定装置を構成し、レーダ装置とは別体の装置として構成してもよい。
In the above description, the
また、上記では、多重反射成分として対象物体で2回反射された成分を用いる場合を示した。しかしながら、それ以上の回数反射された成分を用いて軸ずれを判定してもよい。この場合も、上記のように、物体Aに固有の値をとるβを含まない強度比関数を用いる必要があり、多重反射成分として例えば3回反射の成分を用いる場合、1回反射成分の受信強度の3乗で除す強度比関数とする。 Moreover, in the above, the case where the component reflected twice by the target object was used as a multiple reflection component was shown. However, the axis deviation may be determined using a component reflected more times. Also in this case, as described above, it is necessary to use an intensity ratio function that does not include β that takes a value specific to the object A. For example, when a three-reflection component is used as the multiple reflection component, reception of the one-reflection component is performed. The intensity ratio function divided by the cube of the intensity.
また、上記では、算出した複数個の強度比関数の値を用いて、平均値等を算出し、これにより軸ずれ判定を行うこととした。このようにすれば、異常値等の影響を除去すること等が可能となる。しかしながら、1つの強度比関数の値だけで軸ずれ判定を行うようにしてもよい。つまり、ステップST6を飛ばして、ステップST5からステップST7へ移行してもよい。 Further, in the above, an average value or the like is calculated using the calculated values of the plurality of intensity ratio functions, and thereby the axis deviation is determined. In this way, it is possible to remove the influence of abnormal values and the like. However, the axis deviation determination may be performed using only one intensity ratio function value. That is, step ST6 may be skipped and the process may move from step ST5 to step ST7.
また、上記のような強度比関数を利用して軸ずれ判定を行う場合、坂道等でレーダ装置1の観測対象となる物体が傾いた状態にあると、実際には軸ずれが無くとも計算上軸ずれがあると判定される可能性がある。このような誤判定を減らすためにも、複数個の強度比関数の値を用いて算出した平均値等により軸ずれ判定を行うことは有用である。レーダ装置1による観測において、坂道となる頻度は平坦な道と比較して低いと一般的に考えられるため、平均値等をとれば坂道での観測による影響を和らげることができる。これ以外にも、加速度センサを自車に設けて運動方向を検出したり、ナビゲーション装置の地図情報を利用したりすることで、自車が平坦な道、また更には直線状の道を走行している場合の観測結果のみを用いて、軸ずれ判定を行うようにしてもよい。 Further, when the axis deviation determination is performed using the intensity ratio function as described above, if the object to be observed by the radar apparatus 1 is tilted on a slope or the like, the calculation is performed even if there is actually no axis deviation. There is a possibility that it is determined that there is an axis deviation. In order to reduce such misjudgment, it is useful to perform misalignment determination based on an average value calculated using a plurality of intensity ratio function values. In the observation by the radar apparatus 1, it is generally considered that the frequency of slopes is lower than that of flat roads. Therefore, if an average value or the like is taken, the influence of observations on slopes can be reduced. In addition to this, an acceleration sensor is installed in the vehicle to detect the direction of movement, and the map information of the navigation device is used, so that the vehicle travels on a flat road or even a straight road. Axis deviation determination may be performed using only the observation result in the case of
以上のように、この実施の形態1に係るレーダ装置1によれば、物体探索部114が出力した測定結果に示される物体の1回反射成分の受信強度と、多重反射成分探索部115が出力した測定結果に示される物体の多重反射成分の受信強度とを用いて、軸ずれ判定部116は強度比関数の値を算出し、算出した強度比関数の値を用いて軸ずれ判定を行う。強度比関数は、物体Aのサイズ等に依存して物体Aに固有の値をとるβを含まないものであり、サイズ等の対象物体の差に影響されない。従って、路面反射を用いなくとも、対象物体の差の影響を受けることなく安定して軸ずれの有無を判定することができる。
As described above, according to the radar apparatus 1 according to the first embodiment, the reception intensity of the single reflection component of the object indicated by the measurement result output from the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
1 レーダ装置、2 プロセッサ、3 メモリ、11 制御演算部、12 送信部、13 受信部、14 アナログデジタル変換器、15 メモリ、111 制御部、112 検出部、113 距離測定部、114 物体探索部、115 多重反射成分探索部、116 軸ずれ判定部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 radar apparatus, 2 processor, 3 memory, 11 control calculating part, 12 transmission part, 13 receiving part, 14 analog-digital converter, 15 memory, 111 control part, 112 detection part, 113 distance measurement part, 114 object search part, 115 Multiple reflection component search unit, 116 Axis deviation determination unit.
Claims (3)
算出された物体までの距離と前記反射波の強度の中から、前記物体探索部が検出した物体による1回反射成分を用いて、当該物体で複数回反射された反射波を受信して得られた多重反射成分を探索する多重反射成分探索部と、
前記物体探索部が検出した1回反射成分と、前記多重反射成分探索部が検出した多重反射成分とを用いて、前記1回反射成分と前記多重反射成分の強度比関数の値を算出し、前記強度比関数の値に基づき前記電磁波の放射方向の軸ずれを判定する軸ずれ判定部とを備えることを特徴とするレーダ軸ずれ判定装置。 An object search for searching for a one-time reflection component obtained by receiving a reflected wave reflected once by the object from the distance to the object calculated by receiving the reflected wave of the electromagnetic wave and the intensity of the reflected wave. And
It is obtained by receiving the reflected wave reflected by the object a plurality of times using the one-time reflection component by the object detected by the object search unit from the calculated distance to the object and the intensity of the reflected wave. A multiple reflection component search unit for searching for multiple reflection components,
Using the single reflection component detected by the object search unit and the multiple reflection component detected by the multiple reflection component search unit, a value of an intensity ratio function of the single reflection component and the multiple reflection component is calculated, A radar misalignment determining device, comprising: an axis misalignment determining unit that determines an axis misalignment in the radiation direction of the electromagnetic wave based on the value of the intensity ratio function.
算出された物体までの距離と前記反射波の強度の中から、前記物体探索部が検出した物体による1回反射成分を用いて、当該物体で複数回反射された反射波を受信して得られた多重反射成分を探索する多重反射成分探索部と、
前記物体探索部が検出した1回反射成分と、前記多重反射成分探索部が検出した多重反射成分とを用いて、前記1回反射成分と前記多重反射成分の強度比関数の値を算出し、前記強度比関数の値に基づき前記電磁波の放射方向の軸ずれを判定する軸ずれ判定部とを備えることを特徴とするレーダ装置。 An object search for searching for a one-time reflection component obtained by receiving a reflected wave reflected once by the object from the distance to the object calculated by receiving the reflected wave of the electromagnetic wave and the intensity of the reflected wave. And
It is obtained by receiving the reflected wave reflected by the object a plurality of times using the one-time reflection component by the object detected by the object search unit from the calculated distance to the object and the intensity of the reflected wave. A multiple reflection component search unit for searching for multiple reflection components,
Using the single reflection component detected by the object search unit and the multiple reflection component detected by the multiple reflection component search unit, a value of an intensity ratio function of the single reflection component and the multiple reflection component is calculated, A radar apparatus comprising: an axis deviation determination unit that determines an axis deviation in a radiation direction of the electromagnetic wave based on the value of the intensity ratio function.
多重反射成分探索部が、算出された物体までの距離と前記反射波の強度の中から、前記物体探索部が検出した物体による1回反射成分を用いて、当該物体で複数回反射された反射波を受信して得られた多重反射成分を探索し、
軸ずれ判定部が、前記物体探索部が検出した1回反射成分と、前記多重反射成分探索部が検出した多重反射成分とを用いて、前記1回反射成分と前記多重反射成分の強度比関数の値を算出し、前記強度比関数の値に基づき前記電磁波の放射方向の軸ずれを判定することを特徴とするレーダ軸ずれ判定方法。 A one-time reflection component obtained by the object search unit receiving the reflected wave reflected once by the object from the distance to the object calculated by receiving the reflected wave of the electromagnetic wave and the intensity of the reflected wave Explore
The reflection reflected by the object a plurality of times using the single reflection component of the object detected by the object search unit from the calculated distance to the object and the intensity of the reflected wave. Search for multiple reflection components obtained by receiving waves,
The axis deviation determination unit uses the single reflection component detected by the object search unit and the multiple reflection component detected by the multiple reflection component search unit to use an intensity ratio function of the single reflection component and the multiple reflection component. A radar axis misalignment determination method, comprising: calculating a value of the intensity ratio, and determining an axis misalignment in a radiation direction of the electromagnetic wave based on the value of the intensity ratio function.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019188745A1 (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | パイオニア株式会社 | Information processing device, control method, program, and storage medium |
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2015
- 2015-03-26 JP JP2015064425A patent/JP2016183911A/en active Pending
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